以大数据为代表的新技术在信息化教学和管理中的应用研究

摘 要：近年来，我国高等职业教育现代化在诸如云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术应用开始蓬勃发展。但是，由于地区差异导致高等职业院校建设的出发点不同，商业机构从自身出发提出了各自的解决方案，对学校在信息化建设过程中如何服务学校发展、服务师生应用未深入探究。文章结合我国高等职业教育应用云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术的总体应用状况，理清云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术在信息化教学和管理中的应用思路，提出有效提高新技术服务教育教学的策略。

关键词：新技术;信息化建设;教学;管理

0 引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》以“加快教育信息化进程”进行了战略部署。《国家教育事业发展“十三五”规划》《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》《教育信息化“十三五”规划》，再次强调“教育信息化带动教育现代化”。《教育信息化2.0行动计划》“将教育信息化作为教育系统性变革的内生变量，支持引领教育现代化发展”，其核心在于推动信息技术与教育深度融合，促进教育信息化从融合应用向创新发展的高阶演进。2019年4月教育部、财政部发布《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》（以下简称“双高计划”），提出要打造技术技能创新服务平台，引领职业教育现代化。云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术则为国际教育信息化发展提供中国智慧和中国方案奠定了基础。日本、英国和美国等亦制定和发布了相关计划或战略，旨在提高新技术在教育信息化中的应用。因而搭建满足大数据分析的数据库平台，结合云计算、物联网、虚拟/增强现实和人工智能技术，为教学和管理提供智能化、人性化、节能化的管理应用环境，大幅提高教育管理者的综合体验感就显得尤为重要。

1 新技术在信息化教学和管理中的应用现状

1.1 云计算技术应用现状

云计算主要侧重于实现以教育资源共享为目标的局部或区域云平台^[1]，在充分整合资源，构建稳定可靠、低成本教育云服务模式方面有了一定的尝试^[2]。但在实现区域职业教育资源公共服务模式与优化策略方面实践不够，在推广过程中缺乏政府或社会机构的有利指导，存在重复投资、硬件系统利用率低等诸多问题。前瞻产业研究院《2019年中国云计算行业研究报告》显示，我国云计算市场规模相对占比较小，2015年至2018年虽被用户广泛采用，但职业教育领域占比小于3.1%^[3]。

1.2 大数据技术应用现状

大数据通过获取大规模非结构化教育数据，支撑具有决策、实施、评价全过程的智慧教育，从而促进因材施教、个性化学习、教学和管理方式的改变^[4-5]。但国内至今未出现以教育系统的设计、开发、实施和调节为核心内容的完整信息化教育实践，也无一例教育大数据应用的真实案例。前瞻产业研究院《2019年中国大数据行业研究报告》显示，大数据服务市场和软件市场在教育中仍无应用实例^[3]。

1.3 物联网技术应用现状

物联网虽然可以让与教学和管理相关事物具有数字化、网络化标识，在构建智慧化教学环境、丰富职业教育实践教学、智慧化教学管理和拓展实践教学活动中有一定的作用^[6]。但作为一个新兴领域，其应用处于不断研究和探索阶段，同时由于基础硬件建设昂贵、安全及隐私保护、缺乏技术标准和规范，致使在教育领域的应用受到限制，在高等职业教育行业尚无值得推广的案例。

1.4 虚拟/增强现实应用现状

虚拟现实技术在教育领域主要侧重于科学研究、虚拟实验开发^[7]。但与发达国家相比，虛拟现实教育应用规模还有一定的差距，目前仅停留在社会科学教育领域。虚拟现实的3个特征：沉浸、交互、构想，与增强现实具有虚实结合、实时交互和三维配准三大特点充分结合后，东部经济发达地区高等职业院校已开展教学应用，提高了学生的学习兴趣，但相比较国外发展仍存在诸如眩晕、资源短缺、设备价格较高和技术条件限制等问题^[8]。

1.5 人工智能应用现状

为加快利用人工智能技术应用于课堂教学、个性化学习、考试评价、教育管理与决策等教育场景进行了研究^[9]，但高等职业教育研究主体人员较少，对高等职业教育领域的典型案例关注不够，定量研究和实践研究较少。前瞻产业研究院2019年人工智能行业现状与发展趋势报告中描述到：“人工智能产业已经走过了萌芽阶段与初步发展阶段，下一阶段将进入快速发展时期，并且更加注重应用落地”。人工智能企业分布在京津冀、长三角、珠三角和川渝大都市圈，在智能教育领域仅占4.40%^[3]。

2 新技术在信息化教学和管理中应用存在的问题

随着我国高等职业教育的快速发展，信息化建设从数字化校园向高级形态智慧校园迈进，虽然利用一些新技术在教学、科研、管理和服务方面展现了一定的优势，但在利用云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术全方位服务教学和管理，促进教育教学改革、学校治理体系能力和治理能力现代化建设方面还存在诸如信息孤岛等缺陷，也暴露了以下几方面的缺陷。

2.1 重规划，轻落实

各学校领导层高度重视信息化建设工作，在建设阶段邀请国内一流软硬件承建商，引入云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术制定了不同阶段的信息化建设规划。对于规划如何执行、由谁来执行、执行的效果如何等问题均未涉及。在具体实施过程中，会因学校和中层“一把手”调整原因、学校年度建设重点原因和经费等原因只是将信息化停留规划上，某些核心规划建设任务和年度重点建设任务一拖再拖。此种情况在学校所在区域普遍存在。

2.2 重项目，轻融合

學校各部门普遍独立申报，虽能积极引入云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新技术，但由于部门间缺乏深度沟通，项目上马次序不同，致使项目之间缺乏深度融合，信息孤岛愈演愈烈。

3 新技术在信息化教学和管理中应用的有效思路

3.1 落实首席信息官（Chief Information Officer，CIO）制度，顶层规划服务学校长期发展

针对我国高校智慧校园建设，蒋东兴等^[10]在《高校智慧校园建设呼吁CIO体系》一文中借鉴国外高校CIO制度设计了CIO体系，旨在解决因信息化与行政管理中“副职分管制”之间的矛盾而导致跨部门、跨业务领域信息化工作不易协调的问题。教育部《教育信息化“十三五”规划》中提出推行CIO制度。面向本地区各类高等职业学校落实CIO制度，为构建各种新技术深度应用于教学和管理、教学和管理应用高度智慧化提供科学治理体系和信息安全保障。

首先，由主要领导亲任CIO，保障了信息化与学校事业发展战略深度结合;其次，独立设立网络安全与信息化办公室，隶属党委领导，其下成立由教育管理专家、职业教育专家、信息技术专家、信息化专家及学校核心业务部门负责人构成专家委员会，建立专家委员会长期工作机制，定时定期围绕教育教学和管理服务主线，引入新技术，展开与“智慧教学、智慧管理、智慧服务、智慧科研、智慧学习、智慧生活”有关的工作，形成全局化的教育信息化建设顶层设计;最后，按照信息化建设顶层设计，专家委员会会议讨论后形成全校信息化建设建议计划，经学校决策确定后，确定绩效导向、实施重点、建设与运维模式后制定实施细则^[11]。

3.2 完善信息化素养评价，高度提升师生信息化水平

通过研究及学校信息化建设经历，发现学校教师信息化素养的提高对信息化与教育教学深度契合具有促进作用，学校学生的信息化素养则在通过信息化实施因材施教中具有提高作用。教师和学生作为学校教学管理和教学实践的单位和深度参与者，其信息化素养水平的提高对学校的信息化基础设施建设、数字化资源开发和应用、智慧教学的实施和基于新技术的职业实践均有促进作用，在学校实现教学、管理、服务、科研、学习、生活的智慧化过程中具有特殊地位。

首先，通过在每周教研室活动和专业技术继续教育中安排信息化应用于教学和管理的学习或培训增加教师对信息的敏感度，并在日常和年度评价体系中展现，从而整体提高教师队伍信息化素养能力，营造出完整的信息化环境;其次，在师生中开展各级信息化教学或技能大赛，并应用于教师考核和学生学业评价体系，利用诸如“智慧教室”等信息化硬件支撑体系和基于大数据等新技术的“智慧教育”等软件支撑平台，形成信息化教学引领，让教育信息化和教育教学差生剧烈化学反应，促进师生信息化素养持续增强;最后，积极实施教育模式转变，以“职教二十条”为抓手，促进“三教改革”，进而改变授课方式和模式，改革教学组织和教学实践形式，利用云计算、虚拟/增强现实等新兴技术实现教育资源和内容的云化，构建基于工作过程的信息化模式，提升学生的专业学习效果和信息技术应用能力，实现课程个性化学习资源的创生与进化^[12-13]。

3.3 优化人才培养体系，深度融合教育技术和信息化技术

我国高等职业教育特色、优势及专业设置不同，同时由于区域发展不平衡而导致的高等职业教育培养体系不同。培养体系不同最终体现在专业人才培养体系的不同，制约了职业教育事业的均衡发展和创新发展，而教育技术和信息化技术的深度融合驱动了职业教育现代化和跨越式发展^[14]。

首先，产教融合发展优化人才培养体系，以产业驱动人才培养方案，实现以终生化、个性化、国际化为核心的职业教育现代化;其次，细化人才培养方案各阶段任务，深入挖掘教学内容、教学方法、教学评价、教学管理、实践教学等环节中可利用的新技术;最后，将结果提交学校网络安全与信息化办公室统筹协调，并与学校事业发展要求分步实施，辅以项目绩效评价，从而达到推进职业教育现代化的目标。

4 结语

随着教育信息化的发展和高等职业院校“双高计划”建设，新技术将会深度与教育信息技术融合，尤其是大数据、人工智能技术在个性化教学和学习空间构建方面将发挥至关重要的作用。

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（编辑 傅金睿）

Research on the application of new technology represented by

Big Data to informationization teaching and management

Gu Runlong

（Lanzhou Resources & Environment Voc-Tech College， Lanzhou 730021， China）

Abstract：In recent years， the modernization of higher vocational education in China has begun to flourish in the application of new technologies such as cloud computing， Big Data， Internet of Things， virtual / augmented reality， artificial intelligence and so on. However， due to regional differences， the starting point of higher vocational colleges construction is different， and commercial institutions put forward their own solutions from their own perspective. They have not conducted in-depth exploration of how the colleges serve the development of colleges and serve the teachers and students by applying these technologies. In this paper， combining with the overall development of cloud computing， Big Data， Internet of things， virtual / augmented reality， artificial intelligence and other new technologies in Chinas higher vocational education， this paper clarifies the application ideas of cloud computing， Big Data， Internet of Things， virtual / augmented reality， artificial intelligence and other new technologies in information-based teaching and management， and proposes effective strategies to improve the service of new technologies to education and teaching.

Key words：new technology; informationization construction; teaching; management

作者簡介：顾润龙（1978— ），男，甘肃榆中人，副教授，硕士;研究方向：教育信息化，大数据和人工智能技术及应用。